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星系“小尾巴”或成寻找暗物质线索

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2021-04-27    作者:甘肃捷鼎新材科技有限公司
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4月21日,美国国家航天航空局(NASA)官网发布消息称,天文学家发布了新的银河系外围的全天空地图,图上有一处特别明显的亮点,其是由一个即将与银河系相撞的矮星系引起的恒星尾流,这也引起了天文爱好者们的热烈讨论。中国科学院紫金山天文台天体物理学博士常江接受科技日报记者采访时表示,这是在上世纪40年代提出动力学摩擦理论后,人类..次直接观测到产生动力学摩擦的高密度尾流。它的发现将完善星系动力学的理论框架,对星系宇宙学理论具有重要的推动作用。
动力学摩擦效应是星系宇宙学中一个重要的物理机制,但一直没有直接的观测证据。常江表示,一般来说,天体的运动只需要考虑引力,不需要考虑由于电磁相互作用引起的摩擦力。比如在地球围绕太阳公转50亿年的过程中几乎没有受到摩擦力的影响。
而当一个大质量物体静止在背景密度场中时,受到各个方向引力的合力为零,运动性质不会发生改变。但如果它相对背景密度场有运动时,就会导致其万有引力吸引周围的物质,并在其身后形成一道高密度尾流。这个尾流会带来一个向后的静引力,拖拽该物体减速,产生和摩擦力类似的结果,因而这个效应被称作“动力学摩擦”。
设想大河上有一条小船,船绳拴在岸上。如果把系绳放开,船就会被河水冲走,这是由于河水和船之间有摩擦力(这里不考虑粘滞)。常江向科技日报记者举例解释,如果船与河水的运动状态不同,船就会因为河水的摩擦力而被带着与河水一起运动;如果河水没有摩擦力,船受到来自各个方向河水的引力合力恰为零,这时即便放开系绳,船也会因为牛顿..定律,留在原地不动。
但是,即便在河水没有摩擦力只有引力的环境下,水经过船后因受到船的引力,流动轨迹也会弯折——从船左边经过的水会向右拐,从船右边经过的水会往左拐,船尾便产生了一个高密度的尾流,使得船后方的物质比前方的物质更多,从而对船产生一个向后的净引力,这就会使船向后运动。“虽然河水没有摩擦力,但由于引力聚集,仍然会产生一个类似于摩擦力的效应。”常江强调。
与行船相同,星系在一个背景物质场中运动时,会产生动力学摩擦,导致其速度越来越慢。空间尺度越大,这个效应越明显。太阳系内可以不考虑,但在星系尺度就非常明显了。
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